基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统及QHSE储运方法技术方案

本发明专利技术公开了基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统及QHSE储运方法。该系统包括外浮顶罐、穹顶结构、惰封管路和气源伺服装置。所述外浮顶罐的罐壁顶部通过构建穹顶结构进行封闭，并与内壁、浮盘、密封装置共同围出气相空间，用以隔绝大气，且通过惰封管路与气源伺服装置气相接驳连通并驱氧充斥惰封介质。气源伺服装置能够实时侦测所述气相空间的气体技术参数，并根据预设阈值，以提供和收储惰封介质的方式反馈控制该气相空间的气体状态，使惰封介质氛围的含氧量小于被保护物料燃烧爆炸极限下线；能够以强制循环方式或在气源伺服装置伺服大小呼吸过程中对惰封介质进行净化、纯化和调温；能够生成应对随进战斗部在该气相空间和\或物料中爆轰的防御战力。

【技术实现步骤摘要】
基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统及QHSE储运方法
本专利技术涉及散装液态危险化学品储运
，尤其涉及外浮顶罐的安全与环保
，具体地讲，本专利技术涉及一种基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，以及基于该系统的质量(Quality)、健康(Health)、安全(Safety)、环保(Environmental)一体化(以下简称QHSE)的储运方法。
技术介绍
诸如石油及其产品等具有战略资源属性的物料，既是国力的支撑，也是战力的组成。由于这类物料及其储运方法、工程设施和技术装备军民通用、平战共用，在军事斗争中必然成为战略利益焦点和战术攻防要冲。然而，在串联式聚能装药类弹种普遍列装、屡见实战、常态威慑的当代攻击战力背景下，实施前级侵彻破壁开孔、末级战斗部随进容器爆轰，进而殉爆油气、引爆物料、造成整体化学爆炸的攻击毁伤后效显著、效费比高，是捣毁军事供油工程、国家战略储备、化学工业园区等重要军事、经济目标的基本模式、必选弹种和最优战术。因此，在现有军事供油工程自主防御技术仅限于洞库隐蔽工程及消防技术范畴，现有外浮顶罐无法适用于军事供油工程的当下，应对外浮顶罐内爆轰模式攻击的自主防御战力不可或缺。此外，众所周知，散装液态危险化学品类物料，因相际传质产生的挥发性有机化合物(VOCS)，既是公知的前体污染物、致癌驱动物、雾霾贡献物和温室效应成因物，也是涉及公共安全、生命健康、环境保护、清洁生产、产品质量及节能减排等范畴的政府重点管控目标。然而，涉及散装液态危险化学品容器的不同范畴的现有技术通常为工艺过程彼此相悖。例如，现有技术中，由于外浮顶罐的罐顶敞口弊端颇多，故在敞口处建造穹顶的技术措施成为趋势。但该技术措施虽然消除了雷电引燃密封圈处逸散油气的安全风险，却带来了“浮盘上方油气集聚”的安全风险，且在油气通风放空时仍然造成大气污染。因此，旨在常态隔绝大气、动态循环惰封、永无气相排放、运行成本低廉的技术方案，契合该领域技术进步的价值取向，既是外浮顶罐实现工程学意义的QHSE一体化的必由路径，也是其生成自主防御战力的必然选择。目前已有名称为《危险化学品容器用惰封抑爆装备及防御方法》、专利号为ZL200410169718.3(由本专利技术人专利技术并获权)的中国专利技术专利提供了循环惰封抑爆的技术方案。该方案提供的“以惰封介质循环充斥物料容器气相空间”的技术措施，能够控制浮盘上方油气含氧量常态化小于被保护物料的燃烧爆炸极限下线，永久性抑制危险化学品类物料燃烧爆炸条件成就，并初步应对随进战斗部在容器及物料中爆轰。但是，该方案只给出了气态惰封介质源的一般实现方案，并未对循环惰封系统的内部结构、工艺过程、控制要求及自主防御机理加以重点说明，致使现有外浮顶罐的安全技术仍限于应急消防技术范畴，无法作为军事供油工程列装使用。为弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种旨在提升惰封介质源使用效率和性能的基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，以及基于该系统的QHSE储运方法，能够在实现QHSE一体化运行的前提下，有效生成自主防御战力。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出一种基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，能够使外浮顶罐常态化隔绝大气。本专利技术的目的之二在于提出一种基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，能够反馈控制外浮顶罐的气相空间中的惰封介质状态。本专利技术的目的之三在于提出一种基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，能够在循环过程中去除惰封介质中的杂质。本专利技术的目的之四在于提出一种基于该循环惰封系统的QHSE储运方法，能够作为常态应用的安全装备对现有的应急消防技术进行升级，能够作为环保装备根本解决外浮顶罐的大气污染，能够有效解决“为安全而通风”与“为环保而限排”之间的矛盾，实现永无气相排放的本质安全。本专利技术的目的之五在于提出一种基于该循环惰封系统的QHSE储运方法，能够生成应对随进战斗部于该气相空间和\或物料中爆轰的防御战力。为实现上述目的至少之一，本专利技术提供了一种基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，包括：外浮顶罐、穹顶结构、惰封管路和气源伺服装置，所述外浮顶罐的罐壁顶部通过构建所述穹顶结构进行封闭，所述穹顶结构与所述外浮顶罐的内壁、浮盘及密封装置共同围合出隔绝大气的气相空间，用以驱氧充斥惰封介质，所述惰封介质为采用窒息式消防方法所应用的气体型消防介质；所述气源伺服装置通过所述惰封管路与所述气相空间气相接驳并阀控连通，用以反馈控制所述气相空间中的惰封介质状态。进一步地，所述气源伺服装置包括伺服恒压单元，所述伺服恒压单元具体包括：依次接驳并单向阀控连通的来气压缩机、充气止回阀、气源容器和去气阀控组件，其中：来气压缩机，能够以手动、联动和\或自动模式控制启动运行和停机联锁，用以出力将所述气相空间中的部分惰封介质转移、压缩、充装至所述气源容器，并反馈控制所述气相空间的惰封介质保持在不大于预设压力参数的状态；充气止回阀，与所述来气压缩机的额定排气压力相匹配，设置于所述来气压缩机的排气侧与所述气源容器之间的管路上，用于配合所述气源容器收储所述工质气体并积蓄压力势能；气源容器，与所述来气压缩机的额定排气压力及预设收储量相匹配，用于提供和收储循环充斥于所述气相空间的惰封介质；和去气阀控组件，能够以自力、自动、联动和\或手动模式控制开闭，用于控制所述气源容器中的惰封介质经节流和减压，释放至所述气相空间，并反馈控制所述气相空间中的惰封介质保持在不小于预设压力参数的状态。进一步地，所述气源伺服装置具有来气端口和去气端口，所述来气端口为所述来气压缩机的进气口，所述去气端口为所述去气阀控组件的出气口；所述惰封管路包括来气管路和去气管路，所述穹顶结构具有呼气接口和吸气接口，其中，所述穹顶结构的呼气接口经来气管路与气源伺服装置的来气端口依次接驳并单向阀控连通，所述气源伺服装置的去气端口经去气管路与所述穹顶结构的吸气接口依次接驳并单向阀控连通。进一步地，所述外浮顶罐具有浮盘中央排水管路，所述浮盘中央排水管路的罐外端口经所述惰封管路与所述气源伺服装置接驳连通。进一步地，所述来气压缩机还包括压力变送器，所述压力变送器安装在所述来气管路，并直接或经控制系统与所述来气压缩机通信连接，用于侦测所述气相空间的气体压力变量，并推送用于控制所述来气压缩机启动运行和停机联锁的预设压力参数变送信号。进一步地，所述伺服恒压单元还包括饱和净化组件，用以凝结、滤沥、汲取、疏导、汇流和回收流经自身的惰封介质中的可凝结气体，所述饱和净化组件串联于所述充气止回阀至所述气源容器之间，或者与所述充气止回阀至所述气源容器之间的管路并联设置，由第一切换阀组切换接驳连通。进一步地，所述饱和净化组件具体包括承压型气液分离装置、第一背压阀、净化产物导流阀管和液相产物汇集容器，其中，所述承压型气液分离装置与所述来气压缩机额定排气压力相匹配，其底部经所述净化产物导流阀管与所述液相产物汇集容器单向接驳且液相阀控连通；所述第一背压阀设置在所述承压型气液分离装置的去气侧管路中。进一步地，所述伺服恒压单元还包括微压差净化组件，用以在微压差条件下滤沥、汲取、疏导、汇流和回收流经自身的惰封介质中的可凝结气体，微压差净化组件串联设置在所述来气管路中，或者与所述来气管路并联设置，由第二切换阀组切换接驳连通。进一步地，所述微压差净化组件具体包括微压差气液分离装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，包括：外浮顶罐(1)、穹顶结构(2)、惰封管路和气源伺服装置(3)，所述外浮顶罐(1)的罐壁顶部通过构建所述穹顶结构(2)进行封闭，所述穹顶结构(2)与所述外浮顶罐(1)的内壁、浮盘(11)及密封装置(13)共同围合出隔绝大气的气相空间(A)，用以充斥惰封介质，所述惰封介质为采用窒息式消防方法所应用的气体型消防介质；所述气源伺服装置(3)通过所述惰封管路与所述气相空间(A)气相接驳并阀控连通，用以反馈控制所述气相空间(A)中的惰封介质状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于穹顶的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，包括：外浮顶罐(1)、穹顶结构(2)、惰封管路和气源伺服装置(3)，所述外浮顶罐(1)的罐壁顶部通过构建所述穹顶结构(2)进行封闭，所述穹顶结构(2)与所述外浮顶罐(1)的内壁、浮盘(11)及密封装置(13)共同围合出隔绝大气的气相空间(A)，用以充斥惰封介质，所述惰封介质为采用窒息式消防方法所应用的气体型消防介质；所述气源伺服装置(3)通过所述惰封管路与所述气相空间(A)气相接驳并阀控连通，用以反馈控制所述气相空间(A)中的惰封介质状态。2.根据权利要求1所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述气源伺服装置(3)包括伺服恒压单元，所述伺服恒压单元具体包括：依次接驳并单向阀控连通的来气压缩机(31)、充气止回阀(32)、气源容器(33)和去气阀控组件(34)，其中：来气压缩机(31)，能够以手动、联动和\或自动模式控制启动运行和停机联锁，用以出力将所述气相空间(A)中的部分惰封介质转移、压缩、充装至所述气源容器(33)，并反馈控制所述气相空间(A)的惰封介质保持在不大于预设压力参数的状态；充气止回阀(32)，与所述来气压缩机(31)的额定排气压力相匹配，设置于所述来气压缩机(31)的排气侧与所述气源容器(33)之间的管路上，用于配合所述气源容器(33)收储所述工质气体并积蓄压力势能；气源容器(33)，与所述来气压缩机(31)的额定排气压力及预设收储量相匹配，用于提供和收储循环充斥于所述气相空间(A)的惰封介质；和去气阀控组件(34)，能够以自力、自动、联动和\或手动模式控制开闭，用于控制所述气源容器(33)中的惰封介质经节流和减压，释放至所述气相空间(A)，并反馈控制所述气相空间(A)中的惰封介质保持在不小于预设压力参数的状态。3.根据权利要求2所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述气源伺服装置(3)具有来气端口和去气端口，所述来气端口为所述来气压缩机(31)的进气口，所述去气端口为所述去气阀控组件(34)的出气口；所述惰封管路包括来气管路(3a)和去气管路(3b)，所述穹顶结构(2)具有呼气接口和吸气接口，其中，所述穹顶结构(2)的呼气接口经来气管路(3a)与气源伺服装置(3)的来气端口依次接驳并单向阀控连通，所述气源伺服装置(3)的去气端口经去气管路(3b)与所述穹顶结构(2)的吸气接口依次接驳并单向阀控连通。4.根据权利要求1所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述外浮顶罐(1)具有浮盘中央排水管路，所述浮盘中央排水管路的罐外端口经所述惰封管路与所述气源伺服装置(3)接驳连通。5.根据权利要求3所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述来气压缩机(31)还包括压力变送器，所述压力变送器安装在所述来气管路(3a)，并直接或经控制系统与所述来气压缩机(31)通信连接，用于侦测所述气相空间(A)的气体压力变量，并推送用于控制所述来气压缩机(31)启动运行和停机联锁的预设压力参数变送信号。6.根据权利要求2所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述伺服恒压单元还包括饱和净化组件，用以凝结、滤沥、汲取、疏导、汇流和回收流经自身的惰封介质中的可凝结气体，所述饱和净化组件串联于所述充气止回阀(32)至所述气源容器(33)之间，或者与所述充气止回阀(32)至所述气源容器(33)之间的管路并联设置，由第一切换阀组切换接驳连通。7.根据权利要求6所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述饱和净化组件具体包括承压型气液分离装置、第一背压阀、净化产物导流阀管和液相产物汇集容器，其中，所述承压型气液分离装置与所述来气压缩机(31)额定排气压力相匹配，其底部经所述净化产物导流阀管与所述液相产物汇集容器单向接驳且液相阀控连通；所述第一背压阀设置在所述承压型气液分离装置的去气侧管路中。8.根据权利要求2所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述伺服恒压单元还包括微压差净化组件，用以在微压差条件下滤沥、汲取、疏导、汇流和回收流经自身的惰封介质中的可凝结气体，微压差净化组件串联设置在所述来气管路(3a)中，或者与所述来气管路(3a)并联设置，由第二切换阀组切换接驳连通。9.根据权利要求8所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述微压差净化组件具体包括微压差气液分离装置、净化产物导流阀管和液相产物汇集容器，所述微压气液分离装置的底部经所述净化产物导流阀管与所述液相产物汇集容器单向接驳且液相阀控连通。10.根据权利要求2所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述伺服恒压单元还包括伺服调温组件，所述伺服调温组件具体包括：温度变送器、惰封介质冷却设备和\或惰封介质加热设备，其中，所述温度变送器安装在所述惰封管路中，与所述来气压缩机(31)和\或所述去气阀控组件(34)直接或经控制系统通信连接，用于实时侦测所述气相空间(A)的温度变量，并推送预设温度参数变送信号，以令所述来气压缩机(31)启动运行或停机联锁，和\或所述去气阀控组件(34)开闭；所述惰封介质冷却设备安装在所述来气压缩机(31)的排气侧；所述惰封介质加热设备安装在所述去气阀控组件(34)之中。11.根据权利要求2所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述气源伺服装置(3)还包括气源纯化单元，用以分离、疏导和收集流经自身的惰封介质中的不凝结杂质气体。12.根据权利要求11所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述气源纯化单元具体包括：第三切换阀组和不凝杂质气体脱除机组，所述不凝杂质气体脱除机组与所述充气止回阀(32)至所述气源容器(33)之间的管路并联设置，由所述第三切换阀组切换接驳连通，用于以联动、自动和\或手动模式脱除所述惰封介质中的不凝或难凝结类杂质气体，所述杂质气体至少包括氧气。13.根据权利要求12所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述来气压缩机(31)还包括预定气体含量传感器，安装在所述惰封管路上，分别与所述来气压缩机(31)和所述第三切换阀组直接或经控制系统通信连接，用以实时侦测所述气相空间(A)中的预定气体含量、推送预定气体含量参数变送信号，自动控制所述来气压缩机(31)启动运行或停机联锁，以及自动控制所述第三切换阀组执行切换。14.根据权利要求13所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述预定气体含量传感器为氧气、氮气、甲烷和非甲烷总烃当中的至少一种或多种组合的气体含量传感器。15.根据权利要求1所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所述穹顶结构(2)上设有人孔组件，所述人孔组件包括具有通孔的人孔座体(22)和能够与所述通孔密闭盖合的人孔盖体(21)，所述人孔座体(22)与所述穹顶结构(2)密封连接，且在人孔座体(22)与所述浮盘(11)之间设有浮动扶梯(12)，所述人孔盖体(21)能够在工作人员进出所述气相空间(A)时开启，并在工作人员通过所述通孔后密闭盖合。16.根据权利要求15所述的外浮顶罐用循环惰封系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强丹，
申请(专利权)人：孙强丹，
类型：发明
国别省市：北京,11